隨著世界各國對于能源問題的日益重視，使用綠色環保節能的LED芯片替代傳統光源已經成為通用照明市場一個顯著的發展趨勢。就目前而言，最具有市場滲透力和商業前景的LED照明燈具是不需要更改現有基礎設施就能直接使用的LED替代燈。在眾多傳統燈具中，MR16鹵素燈憑借其在商場、家居、醫院等地的聚光燈和洗墻燈上的廣泛應用，成為了LED替代燈重點發展的應用領域之一。然而，MR16的小尺寸以及需要與變壓器和調光器配合使用的特點又給LED驅動電源的設計帶來了挑戰性。本文主要討論LED替代MR16的驅動電源設計所面臨的技術難點，對適用的拓撲進行分析和比較。在此基礎上提出了一種可以同時兼顧兼容性、體積和成本的兩級式方案。

　　MR16中LED驅動電源的設計挑戰

　　一個典型的可調光MR16系統如圖1所示。市電經過一個電子或磁變壓器轉換為低壓12V交流輸入，為鹵素燈或者LED驅動電源供電。位于市電和變壓器之間的調光器通過控制市電的導通相位從而改變交流輸入的有效值，起到調節光輸出強度的作用。通常電子變壓器主要搭配前/后切調光器，而磁變壓器主要和前切調光器配合使用。

　　圖1：調光MR16燈系統示意圖。

　　磁變壓器是通過工頻耦合的方式，利用不同的匝數比，將高壓市電輸入轉換為低壓交流輸入給MR16燈供電。傳統的鹵素燈是純阻型負載，并且功率都在20W以上。當前切調光器導通時，可以有效避免輸入電流的過沖和振蕩。而較大的輸入功率有助于調光器中的可控硅維持可靠導通。鹵素燈與前切調光器和磁變壓器配合工作時的波形如圖2所示。由于整流橋和輸入電容的存在，LED驅動電源通常呈現容性負載特性。當調光器導通瞬間，由容性負載引起的電流過沖很容易造成調光器和驅動電源的損壞。而輸入電壓的突然變化還容易引起回路中電感和電容的振蕩，使可控硅不能夠可靠導通，造成LED燈閃爍。

　　圖2：配合磁變壓器和前切調光器的MR16工作波形：（綠）高壓側輸入電壓波形；（藍）高壓側輸入電流波形；（紫）輸出電流波形。